DIAC – Diak (Diode for Alternating Current)

DIAC – Diak (Diode for Alternating Current)

DIAC, czyli Diak (ang. Diode for Alternating Current), to dwukierunkowy element półprzewodnikowy stosowany głównie w obwodach sterowania mocy, gdzie wymagane jest precyzyjne przełączanie napięcia przemiennego. DIAC działa jak wyłącznik elektroniczny, który przewodzi prąd dopiero po osiągnięciu określonego napięcia progowego, i to niezależnie od jego polaryzacji. Dziś wyjaśnię Ci, jak działa DIAC, gdzie się go stosuje i dlaczego jest tak istotnym składnikiem w układach ściemniaczy światła, regulatorów obrotów silników czy impulsowych układach zapłonowych.

Budowa i zasada działania DIAC

DIAC zbudowany jest z trzech warstw półprzewodnikowych, tworząc symetryczną strukturę PNPN. W przeciwieństwie do klasycznej diody, DIAC nie posiada elektrod anody i katody – zamiast tego ma dwie identyczne elektrody nazwane A1 i A2. Gdy napięcie między tymi elektrodami przekroczy wartość progową (typowo ok. 30–40 V), struktura zyskuje przewodnictwo, co skutkuje nagłym spadkiem rezystancji i gwałtownym przepływem prądu. Po zmniejszeniu napięcia poniżej wartości trzymania (holding current), DIAC wraca do stanu nieprzewodzenia.

DIAC w roli wyzwalacza TRIAC

Najczęściej DIAC wykorzystywany jest jako element wyzwalający dla TRIAC, czyli tyrystora dwukierunkowego. W układach sterowania mocą, takich jak ściemniacze lamp czy regulatory prędkości obrotowej wentylatorów, DIAC zapewnia precyzyjne i powtarzalne wyzwalanie TRIAC w każdym półokresie napięcia przemiennego. Działa to w ten sposób, że kondensator ładuje się do momentu, aż napięcie na nim przekroczy próg zapłonu DIAC. Wtedy następuje szybkie rozładowanie przez DIAC, co z kolei wyzwala TRIAC i umożliwia przepływ prądu przez odbiornik.

Charakterystyka napięciowo-prądowa

Charakterystyka DIAC jest niemal symetryczna – przewodzi zarówno przy napięciu dodatnim, jak i ujemnym, po przekroczeniu napięcia przejścia. Typowa charakterystyka V-I wykazuje dwie istotne wartości: napięcie zapłonu (breakover voltage) oraz napięcie trzymania (holding voltage). Po osiągnięciu napięcia zapłonu następuje szybki wzrost prądu przy jednoczesnym spadku napięcia – to zjawisko nazywamy ujemną rezystancją dynamiczną.

Zastosowania DIAC

• Ściemniacze światła w instalacjach domowych (z żarówkami i halogenami)
• Regulatory obrotów silników jednofazowych (np. w wentylatorach lub wiertarkach)
• Elektroniczne zapłony do lamp wyładowczych i neonowych
• Obwody testowe do badań przejść napięciowych

DIAC a inne elementy półprzewodnikowe

Choć DIAC sam w sobie nie posiada możliwości sterowania (działa pasywnie, w zależności od napięcia), jego połączenie z TRIAC tworzy potężne narzędzie w elektronice mocy. Warto zauważyć, że podobne efekty można osiągnąć stosując układy oparte na tranzystorach IGBT lub MOSFET, jednak wymagają one bardziej złożonego sterowania i są stosowane głównie w układach prądu stałego (DC). Dlatego właśnie DIAC pozostaje idealnym wyborem dla prostych i tanich rozwiązań w systemach zasilanych napięciem zmiennym.

W technice impulsowej często spotyka się także elementy takie jak UJT (Unijunction Transistor) w roli wyzwalaczy, jednak DIAC ma przewagę pod względem symetrii pracy i prostoty zastosowania. W przyszłości, gdy będziemy omawiać TRIAC, pokażę Ci dokładniej, jak DIAC współdziała z tym elementem i jak można kontrolować kąt załączenia w każdym półokresie sinusoidy, co przekłada się bezpośrednio na moc dostarczaną do odbiornika.